Abstract

We report what is to our knowledge the first demonstration of terahertz-rate optical pulse generation by harmonic passive mode locking in a distributed-Bragg-reflector laser diode. Along with the fundamental repetition rate of 38.8 GHz, we observed 400-GHz, 800-GHz, and 1.54-THz harmonics, depending on the bias condition of gain section. The pulse envelope for 1.54-THz pulses was in good agreement with a calculation from the Fourier transformation of the optical spectrum, indicating that the output pulses are transform limited.

© 1994 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. S. Arahira, Y. Matsui, T. Kunii, S. Oshiba, Y. Ogawa, Electron. Lett. 29, 1013 (1993).
    [CrossRef]
  2. S. Arahira, Y. Matsui, T. Kunii, S. Oshiba, Y. Ogawa, IEEE Photon. Technol. Lett. 5, 1362 (1993).
    [CrossRef]
  3. Y. K. Chen, M. C. Wu, T. Tanbun-Ek, R. A. Logan, M. A. Chin, Appl. Phys. Lett. 58, 1253 (1991).
    [CrossRef]
  4. S. Arahira, S. Oshiba, Y. Matsui, T. Kunii, Y. Ogawa, “500-GHz optical short-pulse generation from a monolithic passively mode-locked distributed-Bragg-reflector laser diode,” Appl. Phys. Lett. (to be published).
  5. P. B. Hansen, G. Raybon, U. Koren, B. I. Miller, M. G. Young, M. A. Newkirk, M.-D. Chien, B. Tell, C. A. Burrus, Electron. Lett. 29, 739 (1993).
    [CrossRef]
  6. S. Oshiba, K. Yamada, S. Arahira, Y. Ogawa, Electron. Lett. 29, 1528 (1993).
    [CrossRef]
  7. K. A. Ahmed, H. F. Liu, N. Onodera, P. Lee, R. S. Tucker, Y. Ogawa, Electron. Lett. 29, 54 (1993).
    [CrossRef]
  8. J. Hirano, T. Kimura, IEEE J. Quantum Electron. QE-5, 219 (1969).
    [CrossRef]
  9. A. Takada, H. Miyazawa, Electron. Lett. 26, 216 (1990).
    [CrossRef]
  10. M. Kuznetsov, D. Z. Tsang, J. N. Walpole, Z. L. Liau, E. P. Ippen, Appl. Phys. Lett. 51, 895 (1987).
    [CrossRef]
  11. S. Sanders, A. Yariv, J. Paslaski, J. E. Ungar, H. A. Zarem, Appl. Phys. Lett. 58, 681 (1991).
    [CrossRef]
  12. D. J. Derickson, R. J. Helkey, A. Mar, J. R. Karin, J. G. Wasserbauer, J. E. Bowers, IEEE J. Quantum Electron. 28, 2186 (1992).
    [CrossRef]

1993

P. B. Hansen, G. Raybon, U. Koren, B. I. Miller, M. G. Young, M. A. Newkirk, M.-D. Chien, B. Tell, C. A. Burrus, Electron. Lett. 29, 739 (1993).
[CrossRef]

S. Oshiba, K. Yamada, S. Arahira, Y. Ogawa, Electron. Lett. 29, 1528 (1993).
[CrossRef]

K. A. Ahmed, H. F. Liu, N. Onodera, P. Lee, R. S. Tucker, Y. Ogawa, Electron. Lett. 29, 54 (1993).
[CrossRef]

S. Arahira, Y. Matsui, T. Kunii, S. Oshiba, Y. Ogawa, Electron. Lett. 29, 1013 (1993).
[CrossRef]

S. Arahira, Y. Matsui, T. Kunii, S. Oshiba, Y. Ogawa, IEEE Photon. Technol. Lett. 5, 1362 (1993).
[CrossRef]

1992

D. J. Derickson, R. J. Helkey, A. Mar, J. R. Karin, J. G. Wasserbauer, J. E. Bowers, IEEE J. Quantum Electron. 28, 2186 (1992).
[CrossRef]

1991

S. Sanders, A. Yariv, J. Paslaski, J. E. Ungar, H. A. Zarem, Appl. Phys. Lett. 58, 681 (1991).
[CrossRef]

Y. K. Chen, M. C. Wu, T. Tanbun-Ek, R. A. Logan, M. A. Chin, Appl. Phys. Lett. 58, 1253 (1991).
[CrossRef]

1990

A. Takada, H. Miyazawa, Electron. Lett. 26, 216 (1990).
[CrossRef]

1987

M. Kuznetsov, D. Z. Tsang, J. N. Walpole, Z. L. Liau, E. P. Ippen, Appl. Phys. Lett. 51, 895 (1987).
[CrossRef]

1969

J. Hirano, T. Kimura, IEEE J. Quantum Electron. QE-5, 219 (1969).
[CrossRef]

Ahmed, K. A.

K. A. Ahmed, H. F. Liu, N. Onodera, P. Lee, R. S. Tucker, Y. Ogawa, Electron. Lett. 29, 54 (1993).
[CrossRef]

Arahira, S.

S. Oshiba, K. Yamada, S. Arahira, Y. Ogawa, Electron. Lett. 29, 1528 (1993).
[CrossRef]

S. Arahira, Y. Matsui, T. Kunii, S. Oshiba, Y. Ogawa, Electron. Lett. 29, 1013 (1993).
[CrossRef]

S. Arahira, Y. Matsui, T. Kunii, S. Oshiba, Y. Ogawa, IEEE Photon. Technol. Lett. 5, 1362 (1993).
[CrossRef]

S. Arahira, S. Oshiba, Y. Matsui, T. Kunii, Y. Ogawa, “500-GHz optical short-pulse generation from a monolithic passively mode-locked distributed-Bragg-reflector laser diode,” Appl. Phys. Lett. (to be published).

Bowers, J. E.

D. J. Derickson, R. J. Helkey, A. Mar, J. R. Karin, J. G. Wasserbauer, J. E. Bowers, IEEE J. Quantum Electron. 28, 2186 (1992).
[CrossRef]

Burrus, C. A.

P. B. Hansen, G. Raybon, U. Koren, B. I. Miller, M. G. Young, M. A. Newkirk, M.-D. Chien, B. Tell, C. A. Burrus, Electron. Lett. 29, 739 (1993).
[CrossRef]

Chen, Y. K.

Y. K. Chen, M. C. Wu, T. Tanbun-Ek, R. A. Logan, M. A. Chin, Appl. Phys. Lett. 58, 1253 (1991).
[CrossRef]

Chien, M.-D.

P. B. Hansen, G. Raybon, U. Koren, B. I. Miller, M. G. Young, M. A. Newkirk, M.-D. Chien, B. Tell, C. A. Burrus, Electron. Lett. 29, 739 (1993).
[CrossRef]

Chin, M. A.

Y. K. Chen, M. C. Wu, T. Tanbun-Ek, R. A. Logan, M. A. Chin, Appl. Phys. Lett. 58, 1253 (1991).
[CrossRef]

Derickson, D. J.

D. J. Derickson, R. J. Helkey, A. Mar, J. R. Karin, J. G. Wasserbauer, J. E. Bowers, IEEE J. Quantum Electron. 28, 2186 (1992).
[CrossRef]

Hansen, P. B.

P. B. Hansen, G. Raybon, U. Koren, B. I. Miller, M. G. Young, M. A. Newkirk, M.-D. Chien, B. Tell, C. A. Burrus, Electron. Lett. 29, 739 (1993).
[CrossRef]

Helkey, R. J.

D. J. Derickson, R. J. Helkey, A. Mar, J. R. Karin, J. G. Wasserbauer, J. E. Bowers, IEEE J. Quantum Electron. 28, 2186 (1992).
[CrossRef]

Hirano, J.

J. Hirano, T. Kimura, IEEE J. Quantum Electron. QE-5, 219 (1969).
[CrossRef]

Ippen, E. P.

M. Kuznetsov, D. Z. Tsang, J. N. Walpole, Z. L. Liau, E. P. Ippen, Appl. Phys. Lett. 51, 895 (1987).
[CrossRef]

Karin, J. R.

D. J. Derickson, R. J. Helkey, A. Mar, J. R. Karin, J. G. Wasserbauer, J. E. Bowers, IEEE J. Quantum Electron. 28, 2186 (1992).
[CrossRef]

Kimura, T.

J. Hirano, T. Kimura, IEEE J. Quantum Electron. QE-5, 219 (1969).
[CrossRef]

Koren, U.

P. B. Hansen, G. Raybon, U. Koren, B. I. Miller, M. G. Young, M. A. Newkirk, M.-D. Chien, B. Tell, C. A. Burrus, Electron. Lett. 29, 739 (1993).
[CrossRef]

Kunii, T.

S. Arahira, Y. Matsui, T. Kunii, S. Oshiba, Y. Ogawa, IEEE Photon. Technol. Lett. 5, 1362 (1993).
[CrossRef]

S. Arahira, Y. Matsui, T. Kunii, S. Oshiba, Y. Ogawa, Electron. Lett. 29, 1013 (1993).
[CrossRef]

S. Arahira, S. Oshiba, Y. Matsui, T. Kunii, Y. Ogawa, “500-GHz optical short-pulse generation from a monolithic passively mode-locked distributed-Bragg-reflector laser diode,” Appl. Phys. Lett. (to be published).

Kuznetsov, M.

M. Kuznetsov, D. Z. Tsang, J. N. Walpole, Z. L. Liau, E. P. Ippen, Appl. Phys. Lett. 51, 895 (1987).
[CrossRef]

Lee, P.

K. A. Ahmed, H. F. Liu, N. Onodera, P. Lee, R. S. Tucker, Y. Ogawa, Electron. Lett. 29, 54 (1993).
[CrossRef]

Liau, Z. L.

M. Kuznetsov, D. Z. Tsang, J. N. Walpole, Z. L. Liau, E. P. Ippen, Appl. Phys. Lett. 51, 895 (1987).
[CrossRef]

Liu, H. F.

K. A. Ahmed, H. F. Liu, N. Onodera, P. Lee, R. S. Tucker, Y. Ogawa, Electron. Lett. 29, 54 (1993).
[CrossRef]

Logan, R. A.

Y. K. Chen, M. C. Wu, T. Tanbun-Ek, R. A. Logan, M. A. Chin, Appl. Phys. Lett. 58, 1253 (1991).
[CrossRef]

Mar, A.

D. J. Derickson, R. J. Helkey, A. Mar, J. R. Karin, J. G. Wasserbauer, J. E. Bowers, IEEE J. Quantum Electron. 28, 2186 (1992).
[CrossRef]

Matsui, Y.

S. Arahira, Y. Matsui, T. Kunii, S. Oshiba, Y. Ogawa, Electron. Lett. 29, 1013 (1993).
[CrossRef]

S. Arahira, Y. Matsui, T. Kunii, S. Oshiba, Y. Ogawa, IEEE Photon. Technol. Lett. 5, 1362 (1993).
[CrossRef]

S. Arahira, S. Oshiba, Y. Matsui, T. Kunii, Y. Ogawa, “500-GHz optical short-pulse generation from a monolithic passively mode-locked distributed-Bragg-reflector laser diode,” Appl. Phys. Lett. (to be published).

Miller, B. I.

P. B. Hansen, G. Raybon, U. Koren, B. I. Miller, M. G. Young, M. A. Newkirk, M.-D. Chien, B. Tell, C. A. Burrus, Electron. Lett. 29, 739 (1993).
[CrossRef]

Miyazawa, H.

A. Takada, H. Miyazawa, Electron. Lett. 26, 216 (1990).
[CrossRef]

Newkirk, M. A.

P. B. Hansen, G. Raybon, U. Koren, B. I. Miller, M. G. Young, M. A. Newkirk, M.-D. Chien, B. Tell, C. A. Burrus, Electron. Lett. 29, 739 (1993).
[CrossRef]

Ogawa, Y.

K. A. Ahmed, H. F. Liu, N. Onodera, P. Lee, R. S. Tucker, Y. Ogawa, Electron. Lett. 29, 54 (1993).
[CrossRef]

S. Oshiba, K. Yamada, S. Arahira, Y. Ogawa, Electron. Lett. 29, 1528 (1993).
[CrossRef]

S. Arahira, Y. Matsui, T. Kunii, S. Oshiba, Y. Ogawa, Electron. Lett. 29, 1013 (1993).
[CrossRef]

S. Arahira, Y. Matsui, T. Kunii, S. Oshiba, Y. Ogawa, IEEE Photon. Technol. Lett. 5, 1362 (1993).
[CrossRef]

S. Arahira, S. Oshiba, Y. Matsui, T. Kunii, Y. Ogawa, “500-GHz optical short-pulse generation from a monolithic passively mode-locked distributed-Bragg-reflector laser diode,” Appl. Phys. Lett. (to be published).

Onodera, N.

K. A. Ahmed, H. F. Liu, N. Onodera, P. Lee, R. S. Tucker, Y. Ogawa, Electron. Lett. 29, 54 (1993).
[CrossRef]

Oshiba, S.

S. Oshiba, K. Yamada, S. Arahira, Y. Ogawa, Electron. Lett. 29, 1528 (1993).
[CrossRef]

S. Arahira, Y. Matsui, T. Kunii, S. Oshiba, Y. Ogawa, IEEE Photon. Technol. Lett. 5, 1362 (1993).
[CrossRef]

S. Arahira, Y. Matsui, T. Kunii, S. Oshiba, Y. Ogawa, Electron. Lett. 29, 1013 (1993).
[CrossRef]

S. Arahira, S. Oshiba, Y. Matsui, T. Kunii, Y. Ogawa, “500-GHz optical short-pulse generation from a monolithic passively mode-locked distributed-Bragg-reflector laser diode,” Appl. Phys. Lett. (to be published).

Paslaski, J.

S. Sanders, A. Yariv, J. Paslaski, J. E. Ungar, H. A. Zarem, Appl. Phys. Lett. 58, 681 (1991).
[CrossRef]

Raybon, G.

P. B. Hansen, G. Raybon, U. Koren, B. I. Miller, M. G. Young, M. A. Newkirk, M.-D. Chien, B. Tell, C. A. Burrus, Electron. Lett. 29, 739 (1993).
[CrossRef]

Sanders, S.

S. Sanders, A. Yariv, J. Paslaski, J. E. Ungar, H. A. Zarem, Appl. Phys. Lett. 58, 681 (1991).
[CrossRef]

Takada, A.

A. Takada, H. Miyazawa, Electron. Lett. 26, 216 (1990).
[CrossRef]

Tanbun-Ek, T.

Y. K. Chen, M. C. Wu, T. Tanbun-Ek, R. A. Logan, M. A. Chin, Appl. Phys. Lett. 58, 1253 (1991).
[CrossRef]

Tell, B.

P. B. Hansen, G. Raybon, U. Koren, B. I. Miller, M. G. Young, M. A. Newkirk, M.-D. Chien, B. Tell, C. A. Burrus, Electron. Lett. 29, 739 (1993).
[CrossRef]

Tsang, D. Z.

M. Kuznetsov, D. Z. Tsang, J. N. Walpole, Z. L. Liau, E. P. Ippen, Appl. Phys. Lett. 51, 895 (1987).
[CrossRef]

Tucker, R. S.

K. A. Ahmed, H. F. Liu, N. Onodera, P. Lee, R. S. Tucker, Y. Ogawa, Electron. Lett. 29, 54 (1993).
[CrossRef]

Ungar, J. E.

S. Sanders, A. Yariv, J. Paslaski, J. E. Ungar, H. A. Zarem, Appl. Phys. Lett. 58, 681 (1991).
[CrossRef]

Walpole, J. N.

M. Kuznetsov, D. Z. Tsang, J. N. Walpole, Z. L. Liau, E. P. Ippen, Appl. Phys. Lett. 51, 895 (1987).
[CrossRef]

Wasserbauer, J. G.

D. J. Derickson, R. J. Helkey, A. Mar, J. R. Karin, J. G. Wasserbauer, J. E. Bowers, IEEE J. Quantum Electron. 28, 2186 (1992).
[CrossRef]

Wu, M. C.

Y. K. Chen, M. C. Wu, T. Tanbun-Ek, R. A. Logan, M. A. Chin, Appl. Phys. Lett. 58, 1253 (1991).
[CrossRef]

Yamada, K.

S. Oshiba, K. Yamada, S. Arahira, Y. Ogawa, Electron. Lett. 29, 1528 (1993).
[CrossRef]

Yariv, A.

S. Sanders, A. Yariv, J. Paslaski, J. E. Ungar, H. A. Zarem, Appl. Phys. Lett. 58, 681 (1991).
[CrossRef]

Young, M. G.

P. B. Hansen, G. Raybon, U. Koren, B. I. Miller, M. G. Young, M. A. Newkirk, M.-D. Chien, B. Tell, C. A. Burrus, Electron. Lett. 29, 739 (1993).
[CrossRef]

Zarem, H. A.

S. Sanders, A. Yariv, J. Paslaski, J. E. Ungar, H. A. Zarem, Appl. Phys. Lett. 58, 681 (1991).
[CrossRef]

Appl. Phys. Lett.

Y. K. Chen, M. C. Wu, T. Tanbun-Ek, R. A. Logan, M. A. Chin, Appl. Phys. Lett. 58, 1253 (1991).
[CrossRef]

M. Kuznetsov, D. Z. Tsang, J. N. Walpole, Z. L. Liau, E. P. Ippen, Appl. Phys. Lett. 51, 895 (1987).
[CrossRef]

S. Sanders, A. Yariv, J. Paslaski, J. E. Ungar, H. A. Zarem, Appl. Phys. Lett. 58, 681 (1991).
[CrossRef]

Electron. Lett.

A. Takada, H. Miyazawa, Electron. Lett. 26, 216 (1990).
[CrossRef]

S. Arahira, Y. Matsui, T. Kunii, S. Oshiba, Y. Ogawa, Electron. Lett. 29, 1013 (1993).
[CrossRef]

P. B. Hansen, G. Raybon, U. Koren, B. I. Miller, M. G. Young, M. A. Newkirk, M.-D. Chien, B. Tell, C. A. Burrus, Electron. Lett. 29, 739 (1993).
[CrossRef]

S. Oshiba, K. Yamada, S. Arahira, Y. Ogawa, Electron. Lett. 29, 1528 (1993).
[CrossRef]

K. A. Ahmed, H. F. Liu, N. Onodera, P. Lee, R. S. Tucker, Y. Ogawa, Electron. Lett. 29, 54 (1993).
[CrossRef]

IEEE J. Quantum Electron.

J. Hirano, T. Kimura, IEEE J. Quantum Electron. QE-5, 219 (1969).
[CrossRef]

D. J. Derickson, R. J. Helkey, A. Mar, J. R. Karin, J. G. Wasserbauer, J. E. Bowers, IEEE J. Quantum Electron. 28, 2186 (1992).
[CrossRef]

IEEE Photon. Technol. Lett.

S. Arahira, Y. Matsui, T. Kunii, S. Oshiba, Y. Ogawa, IEEE Photon. Technol. Lett. 5, 1362 (1993).
[CrossRef]

Other

S. Arahira, S. Oshiba, Y. Matsui, T. Kunii, Y. Ogawa, “500-GHz optical short-pulse generation from a monolithic passively mode-locked distributed-Bragg-reflector laser diode,” Appl. Phys. Lett. (to be published).

Cited By

OSA participates in CrossRef's Cited-By Linking service. Citing articles from OSA journals and other participating publishers are listed here.

Alert me when this article is cited.


Figures (1)

Fig. 1
Fig. 1

(a) Second-harmonic- (SH-) generation correlation trace and (b) the time-averaged optical spectrum of the 1.54-THz pulses. The open circles in the inset of (a) are the calculated values from the Fourier transformation of (b). The calculation was in good agreement with the observation (solid curve), and we conclude that the pulses are transform limited. The pulse duration was estimated to be 260 fs.

Tables (1)

Tables Icon

Table 1 Pulse Repetition Rates and Pulse Widths at Various Injection Currents

Metrics